EBIC电子束感生电流电性失效分析系统

EBIC电子束感生电流电性失效分析系统是一种基于扫描电子显微镜（SEM）的图像采集及分析系统，主要用于半导体器件及其他材料的失效及结构分析。

它通过分析电子束照射样品时在样品内产生的电流信号，以图像方式直观表征出样品特征、样品中P-N结位置、失效区域，并可以突出显示样品的非同质性区域，从而对样品进行全面分析。

EBIC原理
当扫描电镜电子束作用于半导体器件时，如果电子束穿透半导体表面，电子束电子与器件材料晶格作用将产生电子与空穴。这些电子和空穴将能较为自由地运动，但如果该位置没有电场作用，它们将很快复合湮灭（发射阴极荧光），若该位置有电场作用（如晶体管或集成电路中的pn结），这些电子与空穴在电场作用下将相互分离。故一旦在pn结的耗尽层或其附近位置产生电子空穴对，空穴将向p型侧移动，电子将向n型侧移动，这样将有一灵敏放大器可检测到的电流通过结区。该电流即为电子束感生电流（EBIC）。由于pn结的耗尽层有最多的多余载流子，故在电场作用下的电子空穴分离会产生最大的电流值，而在其它的地方电流大小将受到扩散长度和扩散寿命的限制，故利用EBIC进行成像可以用来进行集成电路中pn结的定位和损伤研究。 

EBIC应用领域包括但不限于：
1）材料晶格缺陷探测分析，缺陷以黑点和黑线标识出来；
2）P-N结缺陷区域定位；
3）双极电路中导致集电极-发射极漏电电流的收集管路的探测；
4）探测额外连接或者多层掺杂；
5）确定静电放电/电过载（ESD/EOS）导致的失效位置；
6）测量减压层/耗尽层（depletion layer）宽度和少数载流子扩散长度和时间（minority carrier diffusion lengths/lifetimes）
等等。

EBIC图像对于电子-空穴的重新组合非常敏感，因此EBIC技术能够非常有效的对半导体材料缺陷等进行失效分析。
 

EBIC 信号采集系统
一流的硬件和软件，构成高品质的用于SEM/TEM的定量电性分析系统


和电子活动相关联的样品形貌、组成及结构图像
 

• 同步记录EIBC电子束感生电流、二次电子、背反射电子以及X射线能谱信号。

• 为样品空间关联信息赋予不同颜色和混合信号。

• 区分样品主动和被动缺陷。

为透射电镜TEM和原子探针显微镜制样
 

• 高空间分辨率条件下，对TEM样品制备中的缺陷进行定位

• 有效避免在FIB电镜中使用EBIC直接获取图像时造成的校正误

• 制样过程中，可通过实时EBIC图像功能随时停止样品研磨

通过内置直流偏压及实时覆盖（live overlay）功能，确认设备操作模式

• 通过图像直接显示延迟装置（delayered device）中的节点及区域形貌

• 直接显示太阳能电池中的电子活动图像

•         通过系统模拟功能可直观地通过图像对比样品电学性能

• 通过电子运动特征，对样品结构缺陷进行观测分析

• 通过图像直观显示PN结活动区域和电场区域

•         可获得样品掺杂区域分布图

 

---

运用样品的高度数据，获取样品三维信息

 

• 通过调整扫描电镜中电压，获得EBIC信号中的样品高度信息

• 可对FIB电镜中的样品截面EBIC图像进行分析

• 可为样品3D图像重构输出样品高度信息

获取更多信息，敬请联络裕隆时代。